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总述：数据库基础，权当再次温习
1.数据库模式
答：数据库系统采用外模式、概念模式、内模式三级构成。外模式也称为子模式或用户模式，对应于用户级数据库，是用户看到或使用的那部分数据的逻辑结构。概念模式也称为模式或逻辑模式，是全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共视图。一个数据库只有一个概念模式。内模式对应于物理级数据库，是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。在数据库系统的三级模式中：模式是数据库的中心与关键；内模式依赖模式，独立于外模式和存储设备；外模式面向具体应用，独立于内模式和存储设备；应用程序依赖于外模式，独立于模式和内模式。
数据库系统的两级独立性是指物理独立性和逻辑独立性。
2.数据模型
答：数据模型是显示世界数据特征的抽象，其描述的内容包含三个部分：数据结构、数据操作、数据约束。数据模型主要有两大类：概念数据模型（实体关系模型）、基本数据模型（结构数据模型）。基本数据模型是数据库系统的核心和基础，由数据结构、数据操作、完整性约束三部分组成。概念数据模型是以用户的观点对数据和信息建模，主要用途是数据库设计。常见的数据模型有层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型。
关系模型中存在关系运算，主要的操作有：并、交、差、笛卡尔积、投影、选择、θ连接、除。数据库中存在范式，范式是为了关系模型模型规范化。
3.数据库访问接口
答：数据库访问接口是应用程序与数据库之间的连接部分，常见的连接形式有：专用调用、开放数据库互联（ODBC）、Java数据库连接（JDBC）。
4.数据库的控制功能
答：并发控制主要是为了解决并发操作带来的数据不一致问题。数据库引入事务的概念，然后使用封锁技术：排他型封锁（X封锁）和共享型封锁（S封锁），针对某些场景建立封锁协议。封锁虽然可以满足事务的要求，但是其引入了死锁的问题。
数据库性能优化的常见手段分为四个方面：硬件升级、数据库设计、索引优化策略、查询优化。 每个方面都有一些具体的操作手法，需要结合在一起使用。
数据库的完整性由各种各样的完整性约束来保证，常见的完整性约束有：完整性约束条件、实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性、触发器。
数据库的安全性通过：用户识别和鉴别、数据授权、视图、审计和跟踪四个方面进行处理。数据库的备份通常有热备份、冷备份、日志文件等方式。数据库中数据的恢复要根据故障的不同类型采取对应的恢复策略，故障类型有：事务故障、系统故障、介质故障与病毒破坏、有检查点的。
数据库设计可以分为五个阶段，分别是规划、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计。
5.分布式数据库
答：分布式数据库系统是数据库技术和网络技术结合的产物，基本思想是将集中式数据库中的数据分布与网络上的多台计算机中。分布式数据库具有数据独立性、集中于自治共享结合的控制结构、适当增加数据冗余度、全局一致性可串行性和可恢复性等特点。
分布式数据库的体系结构除了局部DBMS的内模式和概念模式与集中式数据库完全一致外，特别新增了全局DBMS作为相对于局部DBMS概念模式的全局外模式，以及多级映射关系。分布式体系结构从外到内依次是：全局外模式、全局概念模式、分片模式、分布模式、局部概念模式、局部内模式。
数据分片将数据库整体逻辑结构分解为合适的逻辑单位，然后由分布模式定义片段及其副本在各场地的物理分布，主要是提高访问的局部性，利于按用户需要组织数据的分布和控制数据的冗余度。数据分片的方式有：水平分片、垂直分片、混合分片、导出分片。数据分片遵循的原则是：完整性、重构性、不相交性。分布的透明性是指用户不必关心数据的逻辑分片、数据存储的物理位置、局部场地上数据库的数据模型。分布透明性包括分片透明性、位置透明性、局部数据模型透明性。
分布式数据的查询效率不但要考虑查询效率，也要考虑通信的效率。在分布式数据库系统中，查询按照通信模式划分为局部查询、远程查询、全局查询。全局查询需要做化简处理，降低查询和通信的时间损耗，通常的建议是：用片段替换查询树中的全局关系；尽可能将选择和投影等一元操作推向查询树的叶端；合并公共子表达式；消除空关系和冗余度；移除无用的垂直叶片。由于系统中的数据片段和关系存在多个副本的情况，在查询处理的时候要根据副本的特点来降低通信消耗和查询消耗。同样因为副本的存在，在插入信息或者更新信息的时候要兼顾副本的情况，可以采用的策略有：更新到主系统前先更新全部的副本；先更新所有有效节点的副本再更新主系统；先更新主副本再更新主系统，最后主副本广播更新到其他从属副本；采用快照的方式先更新数据到快照，等一段时候后再做全系统更新。
6.数据仓库技术
答：数据仓库和数据挖掘技术通常是合并到一起进行学习的，数据仓库保存数据挖掘需要的数据，数据挖掘根据数据的特点选择合适的算法进行处理。
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